一种富藻水的处理方法及其应用系统转让专利
申请号 : CN201210082766.X
文献号 : CN102616990B
文献日 : 2013-11-06
发明人 : 吕锡武 , 余亚琴 , 朱光灿 , 宋海亮 , 赵晋伟 , 许丽娟
申请人 : 东南大学
摘要 :
本发明涉及一种富藻水的处理方法，包括如下步骤：a）富藻水经腐熟水解后得到藻液；b）将藻液厌氧消化；c）将厌氧消化后的藻液进行缺氧-好氧处理；d）缺氧-好氧处理后的藻液经水生植物吸收氮、磷后排出。本发明还涉及该处理方法所采用的系统。本发明能够有效解决太湖大规模蓝藻水华的处理处置难题，有效去除富藻水有机污染物和氮磷营养盐，在直接改善湖水水体质量的目标的同时，实现蓝藻有机生物质产沼气、氮磷农业资源化利用的目的；处理后尾水可以达到国家相关标准的一级排放标准。与常规富藻水气浮浓缩方法相比，不仅去除效果更好，而且运行管理简单、节能效果好，更是大幅度降低了蓝藻的处理成本，具有良好的社会效益与经济效益。
权利要求 :
1.一种富藻水的处理方法，其特征在于包括如下步骤：a）富藻水经腐熟水解后得到藻液；
b）将步骤a)得到的藻液厌氧消化产沼气，厌氧消化的时间为5-7天，温度为35-38℃；
c）将厌氧消化后的藻液进行缺氧-好氧处理，处理时间为15-20h，缺氧-好氧处理时好氧段的氧浓度为1.0~2.0mg/L；
d）缺氧-好氧处理后的藻液经水生蔬菜吸收氮、磷后排出。
2.根据权利要求1所述的富藻水的处理方法，其特征在于步骤a)中腐熟水解的时间为
7-10天。
3.一种实现上述任一权利要求所述的富藻水处理方法的系统，其特征在于包括腐熟水解池、与腐熟水解池连接的厌氧消化反应器、与厌氧消化反应器连接的缺氧好氧反应器、与缺氧好氧反应器连接的水生蔬菜人工湿地。
4.根据权利要求3所述的实现富藻水处理方法的系统，其特征在于所述的缺氧好氧反应器为A/O氧化沟或缺氧好氧生物接触池。
5.根据权利要求4所述的实现富藻水处理方法的系统，其特征在于所述水生蔬菜人工
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湿地负荷为0.1~0.2 m·m ·d 。
说明书 :
一种富藻水的处理方法及其应用系统
技术领域
[0001] 本发明属于湖泊污染的处理方法，尤其涉及湖泊中的富藻水的处理方法及其应用系统。
背景技术
[0002] 在水华蓝藻大量堆积的局部进行除藻是一种必不可少的手段，蓝藻的及时打捞与收集能在短期内减少蓝藻生物量、降低内源水体氮、磷营养水平和藻毒素含量，并能加快水体生态恢复，被认为是一种安全有效的方法。目前，蓝藻的打捞主要有固定式藻水分离站与捞藻船两种方式，调查结果显示，目前太湖周边存有70多个蓝藻打捞点，8个固定式藻水分离站，由于藻水分离能力所限，蓝藻打捞高峰时只有约50%的富藻水经过藻水分离浓缩处理，而剩下的大部分只能堆积在太湖周围的池塘或坑洼之处。随着时间累积，堆积的富藻水变为陈藻，不仅使水质恶化、腐烂发臭影响水体周边环境，而且会发生藻毒素释放；分解产生的氮、磷、藻毒素还会因为雨水冲刷、通过地表径流或淋溶再次流入太湖，引发二次污染。这不仅不能从根本上解决太湖富藻水问题，更是由于蓝藻在岸上的堆积造成了太湖岸基的污染，给当地水环境和空气质量带来了极大的影响，加剧了太湖地区水环境质量的恶化。
[0003] 目前常用的蓝藻打捞与处理方式是人工打捞、捞藻船打捞后的富藻水进行气浮浓缩和压滤脱水，这一做法存在有经济性与技术合理性的问题。富藻水处理成本较高、压滤处理处置过程难以避免流失部分氮磷，处理不够完善。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种简单、环保、成本低、充分利用资源的富藻水的组合处理技术方法。
[0005] 本发明的具体技术方案如下：
[0006] 一种富藻水的处理方法，包括如下步骤：
[0007] a）富藻水经腐熟水解后得到藻细胞破壁、腐熟的蓝藻藻液；
[0008] b） 将步骤a)得到的藻液厌氧消化；
[0009] c）将厌氧消化后的藻液进行缺氧-好氧处理；
[0010] d) 缺氧-好氧处理后的藻液经水生植物吸收氮、磷后排出。 [0011] 步骤a)中腐熟水解的时间为7-10天。
[0012] 步骤b）中厌氧消化的时间为5-7天，温度为35-38℃。
[0013] 步骤c）中缺氧-好氧处理时间为15-20h。
[0014] 步骤c）中缺氧-好氧处理时好氧段的氧浓度为1.0~2.0mg/L。
[0015] 上述的水生植物为水生蔬菜。
[0016] 本发明还涉及一种实现上述富藻水处理方法的系统，包括腐熟水解池、与腐熟水解池连接的厌氧消化反应器、与厌氧消化反应器连接的缺氧好氧反应器、与缺氧好氧反应器连接的水生蔬菜人工湿地。
[0017] 上述的缺氧好氧反应器为A/O氧化沟或缺氧好氧生物接触池。
[0018] 上述水生蔬菜人工湿地负荷为0.1~0.2 m3·m-2·d-1。按照这一低负荷条件运行可保证出水水质达到一级排放标准。
[0019] 富藻水进入腐熟水解池，通过腐熟水解池中兼氧微生物的作用对富藻水中的复杂有机物分解，提高富藻水的可生化性，改善了后续处理构筑物的处理效果；富藻水进入厌氧消化反应器经厌氧消化产生的沼气可用于发电，厌氧消化后的藻液COD去除率达到70%以上；厌氧消化后的藻液经缺氧好氧反应器缺氧-好氧处理后经水生蔬菜人工湿地中的水生植物吸收氮磷后排出。水生蔬菜人工湿地根据季节变化选种不同的水生植物，在太湖流域范围内，每4月份种植空心菜等，收割周期为15~20天，9月底换为水芹等越冬植物，收割周期为45~60天；水生蔬菜人工湿地中的水生蔬菜持续去除水中的有机物和氮、磷等营养盐，实现氮磷的资源化利用，通过收获植物，将水体中氮、磷等营养盐带出水体，达到进化水的目的，保证人工湿地出水水质达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准（GB18918-2002）》一级A标准规定的尾水排放要求。
[0020] 本发明将富藻水腐熟水解、厌氧消化、缺氧好氧处理、水生植物吸收氮磷等多种技术优化组合，能够有效解决太湖大规模蓝藻打捞的富藻水的处理处置难题，有效去除富藻水有机污染物和氮磷营养盐，在直接改善湖水水体质量的目标的同时，实现蓝藻有机生物质产沼气、氮磷农业资源化利用的目的；处理后尾水可以达到国家相关标准的一级排放标准。与常规富藻水气浮浓缩方法相比，不仅去除效果更好，而且运行管理简单、节能效果好，更是大幅度降低了蓝藻的处理成本，具有良好的社会效益与经济效益。
附图说明
[0021] 图1为本发明工艺流程图；
[0022] 图2为本发明所使用的系统结构示意图；
[0023] 图3为水生蔬菜人工湿地结构示意图。
具体实施方式
[0024] 本发明的“富藻水”采用太湖蓝藻打捞得到的“富藻水”。
[0025] 以下结合附图进一步说明本发明。
[0026] 参加图1和图2，将蓝藻打捞点或捞藻船打捞的富藻水引入腐熟水解池中静置7-10天得到破壁腐熟的藻液；将得到的藻液引入厌氧消化反应器中保持温度在35-38℃的条件下中温厌氧消化5-7天，厌氧消化产生的沼气可用于发电；厌氧消化后的藻液进入缺氧好氧反应器中缺氧-好氧处理15-20h，好氧段的氧浓度为1.0~2.0mg/L，缺氧-好氧处理后的藻液进入水生蔬菜人工湿地经水生植物吸收氮、磷后达标排出，水生蔬菜人工湿地负
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荷为0.1~0.2 m·m ·d 。
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荷为0.1~0.2 m·m ·d 。
[0027] 腐熟水解池
[0028] 腐熟水解池的构建依托自然存在的坑洼、水塘，或者利用捞藻站附近已有陈藻池改造为腐熟水解池。腐熟水解池岸基采用硬质岸基，腐熟水解池设置个数为2~3个，水深宜在2-4米，设计成廊道推流型，轮流交替使用。腐熟水解池水力停留时间约为7-10天，可有效水解复杂有机物，去除大部分藻毒素。
[0029] 厌氧消化反应器
[0030] 采用现有的UASB反应器，该反应器实行底部进水。反应器上部设置气－固－液三相分离器，对沉降性能良好的污泥或颗粒污泥避免了附设沉淀分离装置、辅助脱气装置和污泥回流设备，反应器连续运行，反应器内形成局部循环的水力条件。由于颗粒污泥的密度比人工载体小，可以靠反应器内产生的气体来实现污泥与基质的充分接触，强化了传质过程，将提高富藻水产甲烷速率及效率。设置沼气收集器，对产生沼气进行回收利用，可根据实际情况选择合适的发电机利用沼气发电，利用发电机余热或沼气加热厌氧消化反应器。UASB反应器水力停留时间为5-7天，高度宜在8~10m，采用钢筋混凝土结构或搪瓷拼装型，圆形结构或方形结构均可。腐熟水解后的藻液进入厌氧消化反应器时 COD在5000-7000mg/L时，厌氧消化后的藻液COD不大于1500mg/L。
[0031] 缺氧好氧反应器
[0032] 缺氧-好氧处理的主要功能是去除水中的有机物、部分总氮和少量的磷，使水变清，保证后续水生蔬菜人工湿地的正常运行。本发明宜采用现有的A/O型氧化沟或缺氧好氧生物接触池作为反应器，水力停留时间氧化沟20h，缺氧好氧生物接触池接触氧化池15h左右，氧化沟好氧段或接触氧化好氧池内溶解氧浓度宜控制在1.0~2.0mg/L。
[0033] 水生蔬菜人工湿地
[0034] 水生蔬菜人工湿地采用现有的水生蔬菜人工湿地，具体结构参见图3，水生蔬菜3 2 1
人工湿地平均水力负荷为0.1~0.2 m·m-·d-。水生蔬菜人工湿地四周用砖石混凝土建造，隔墙选用砖砌结构，内部不填充任何基质，首端为进水配水渠2，末端为出水集水渠4，中部是植物栽培区，植物栽培区由水槽单元3组成，水槽单元3为矩形浅池，长、宽、深分别为15m、1.0m和0.3m。植物栽培区分为A级、B级、C级并采用三级串联的形式，级间池底标高顺水流方向逐级降低15cm；每级又分隔成32条水槽单元。缺氧-好氧处理后的藻液经离心泵1提升至配水渠2，再经过PVC管以重力流方式进入各条水槽单元，出水汇集至集水渠4后排放，图3中箭头所示为水流方向。水生蔬菜人工湿地根据季节变化选种不同的水生植物，在太湖流域范围内，每年4月份种植空心菜等，收割周期为15~20天；9月底换为水芹等越冬植物，收割周期为45~60天。水生蔬菜人工湿地排出的水中：COD小于50mg/L，TN小于15 mg/L，TP小于0.5 mg/L，可以达到国家相关标准的一级排放标准。
人工湿地平均水力负荷为0.1~0.2 m·m-·d-。水生蔬菜人工湿地四周用砖石混凝土建造，隔墙选用砖砌结构，内部不填充任何基质，首端为进水配水渠2，末端为出水集水渠4，中部是植物栽培区，植物栽培区由水槽单元3组成，水槽单元3为矩形浅池，长、宽、深分别为15m、1.0m和0.3m。植物栽培区分为A级、B级、C级并采用三级串联的形式，级间池底标高顺水流方向逐级降低15cm；每级又分隔成32条水槽单元。缺氧-好氧处理后的藻液经离心泵1提升至配水渠2，再经过PVC管以重力流方式进入各条水槽单元，出水汇集至集水渠4后排放，图3中箭头所示为水流方向。水生蔬菜人工湿地根据季节变化选种不同的水生植物，在太湖流域范围内，每年4月份种植空心菜等，收割周期为15~20天；9月底换为水芹等越冬植物，收割周期为45~60天。水生蔬菜人工湿地排出的水中：COD小于50mg/L，TN小于15 mg/L，TP小于0.5 mg/L，可以达到国家相关标准的一级排放标准。